10.3物体的沉浮条件及应用课堂通行证 人教版（2024）物理八年级下册同步练习（有解析）

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10.3物体的沉浮条件及应用
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示水平桌面上有两个相同的烧杯，分别盛有质量相等的甲、乙两种液体。将材料相同的a、b两个实心球，分别放入甲、乙两种液体中，a球体积大于b球体积。静止时，a球漂浮在液面上，b球悬浮在液体中，a、b两球受到的浮力分别为、，甲、乙两种液体对烧杯底的压强分别为、，分析正确的是（ ）
A．； B．；
C．； D．；
2．将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种液体中，静止时状态如下图所示。则小球在三种液体中所受浮力的大小关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．如图甲所示，底面积200cm2的轻质薄壁柱形容器放置于水平桌面上。底面积100cm2，高度16cm的柱体A通过不可伸长的细线与容器底部相连。向容器中注入某种液体，细线上拉力F与容器中液体深度h的关系如图乙所示，当液体深度h为30cm时，马上停止注入液体并切断细线，下列说法中错误的是（　　）
A．液体的密度为0.8g/cm3
B．柱体A的密度为0.6g/cm3
C．切断细线到A静止时，A上升的高度为10cm
D．切断细线，待A静止后，液体对容器底部的压强是2240Pa
4．南海黄岩岛事件后，中国制造航母的呼声越来越高。一架舰载机飞离航母后，则（　　）
A．航母将上浮，所受浮力减小
B．航母将上浮，所受浮力增大
C．航母将下沉，所受浮力增大
D．航母将下沉，所受浮力减小
5．如图所示，体积相等的木球和空心铁球，用细线系住后悬浮在水中，在水中加入一定量的盐，过一段时间后，则（　　）
A．两球受到的浮力一样大
B．木球受到的浮力大
C．铁球最低点受到水的压强一定变小
D．木球受到的浮力等于自身的重力
6．如图所示，物体漂浮在液面上，是由于（ ）
A．物体受到的重力小于浮力 B．物体的密度大于液体的密度
C．物体受到的重力等于浮力 D．物体排开液体的体积大
7．水平面上的两个相同柱形容器A、B，分别盛有体积相等的同种液体。将甲、乙两支不同的密度计放入液体中，处于下图所示的静止状态，下列判断正确的是（ ）
A．两密度计所受浮力
B．两密度计的质量
C．两密度计受到液体向上的压力
D．液体对容器底部的压力
8．把一个密度为、体积为的圆柱体，放入盛有150g水的容器中，该圆柱体最终（ ）
A．一定漂浮 B．一定悬浮 C．一定沉底 D．漂浮或沉底
9．两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．密度计A所受浮力较小
B．密度计B所受重力较小
C．两密度计底部所受水的压强相等
D．两密度计在水面处的刻度值不同
10．如图所示，将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢放入水中（水足够深），h表示圆柱体下表面到水面的距离。则在柱体接触容器底之前，测力计对圆柱体的拉力F拉与h、圆柱体所受浮力F浮与h、烧杯底受水的压力F压与 h、圆柱体重力G与h的关系图像中（如图所示），正确的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
11．小华同学利用家里的胡萝卜自制了“潜水艇”，如图所示。刚开始“潜水艇”沉入水底，当插入一支吸管后，“潜水艇”便上浮了；插入三支吸管后，“潜水艇”继续上浮。“潜水艇”沉入水底时，所受的浮力 重力；当插入吸管后，“潜水艇”所受的浮力 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
12．把一个自制的密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中，情况如图所示密度计在甲、乙两液体中所受浮力分别为F1和F2，甲、乙两种液体的密度分别为ρ1和ρ2。则F1 F2，ρ1 ρ2（都选填“＞”、“＜”或“＝”）。
13．如图所示的是一艘民用科研飞艇，该飞艇总质量约2625kg。海拔4300m的某山地的空气密度约为0.8kg/m3，飞艇在此处升空前体积达9060m3，此时飞艇受到的浮力大小约为 N；飞艇内部有三层：上层装有氦气（相同条件下氦气密度比空气小得多），中间隔开，下层是空气。当悬浮于空中的飞艇需要 （选填“上浮”或“下降”）的时候，可以用上层的氦气排出下层的部分空气，以此改变 。（g取10N/kg）
14．学习了浮力的知识后小明同学进行了如下实验，他将一个小碗侧放入盛有水的容器中，如图甲所示，静止时小碗沉入水底，如图乙所示，此时小碗所受浮力 小碗的重力；接下来，他将小碗平放在水面上，松手后，小碗漂浮在水面上，如图丙所示，此时小碗所受浮力 小碗的重力；图乙中小碗所受浮力 图丙中小碗所受浮力。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）
15．潜艇在水中水平匀速巡航时，如果突然进入密度跃层（海水密度突然变小），潜艇受到的浮力就突然 (变大/变小)而 （上浮/下沉)，此时应立即采取措施使潜艇的重力 (大于/小于)它受到的浮力，否则将给潜艇带来危险。
16．水能提供浮力，但存在溺水风险。不慎落水的人，情急之下可以利用打湿的衣服鼓足空气等方式来增大 从而增大浮力，使自己漂浮于水面等待救援。
三、作图题
17．如图所示，“浮沉子”正在水中下沉，请画出“浮沉子”的受力示意图。
四、实验题
18．在制作简易密度计的综合实践活动中，实验小组在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重，并用石蜡将吸管的底端封闭，做成一支简易密度计。如图甲，将该密度计分别放入水、盐水和酒精中测试发现，放入盐水中时密度计不能处于竖直状态，接下来合理的操作是 。改进后重新进行实验，标记的刻度如图乙所示，则刻度A处标记的应是 的密度值。实验结束后，同学们还想进一步提高该密度计的精确度，可行的方案是 。
五、综合题
19．如图甲所示，一个边长为10cm的立方体木块，下面用一段长为15cm的细线与木块相连，细线另一端固定在容器底（容器高比细线与木块边长之和大得多）。现向容器中缓慢加水，直到装满容器，如图乙所示。若细线中的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，如图丙。求：
（1）图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于 状态；
（2）该木块完全浸没在水中受到的浮力为多少N？ ；
（3）该木块的密度为多少？
（4）请在图丁中作出在此过程中木块所受浮力F浮随水位h变化的大致图像。
六、计算题
20．在抗洪抢险中，某村民自制了一个总体积为1m3的竹筏，放入河水中时有体积浸入水中。求：
(1)此时竹筏受到的浮力有多大？
(2)若水对竹筏产生6000牛的浮力时，竹筏多大的体积露出水面？
《10.3物体的沉浮条件及应用》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C A C C B A A A
1．D
【详解】a、b两个实心球，分别放入甲、乙两种液体中，静止时，a球漂浮在液面上，b球悬浮在液体中，则由浮沉条件可知
ρ甲>ρa，F甲=Ga
ρ乙=ρb，F乙=Gb
a、b两个实心球的材料相同，即ρa=ρb，所以ρ甲>ρ乙；已知a球体积大于b球体积，即Va>Vb，根据可知，两球的质量ma>mb，根据G=mg可知，两球的重力Ga>Gb，所以，两球受到的浮力关系为F甲>F乙；
两烧杯为柱形容器，两球分别处于漂浮和悬浮状态，所以，液体对烧杯底的压力等于液体和小球的总重力，甲、乙两种液体质量相等，则重力相等，而Ga>Gb，则两种液体对烧杯底的压力F甲′>F乙′；两个相同的烧杯，则底面积相等，所以，根据可知，甲、乙两种液体对烧杯底的压强p甲>p乙。
故选D。
2．B
【详解】根据物体沉浮条件，甲乙液体中小球处于漂浮状态，浮力等于重力，则小球在甲乙液体中受到的浮力，小球在丙中沉底，则小球在丙液体中受到浮力，故。故ACD错误，B正确。
故选B。
3．C
【详解】AB．由图乙可知，当容器中液体深度h1＝24cm时，柱体A恰好浸没，此时细线上拉力为3.2N，此时柱体A排开液体的体积
V排＝VA＝SAhA＝100cm2×16cm＝1600cm3＝1.6×10﹣3m3
柱体A受到的浮力
F浮＝ρ液gV排＝ρ液g×1.6×10﹣3m3
因柱体A恰好浸没时受到竖直向上的浮力、竖直向下重力和细线的拉力作用处于平衡状态，所以，由柱体A受到的合力为零可得
F浮＝GA+F
即
ρ液g×1.6×10﹣3m3＝GA+F①
细绳的长度
L＝h1﹣hA＝24cm﹣16cm＝8cm
由图乙可知，当容器中液体深度h2＝20cm时，细线刚好拉直，但柱体仍然漂浮，此时柱体A排开液体的体积
V排′＝SA（h2﹣L）＝100cm2×（20cm﹣8cm）＝1200cm3＝1.2×10﹣3m3
由物体漂浮条件可得
GA＝F浮′＝ρ液gV排′＝ρ液g×1.2×10﹣3m3②
由①②可得
又有
GA＝mAg＝ρAVAg
代入②可得
故AB正确，不符合题意；
C．柱形容器内液体的体积
V液＝S容h﹣VA＝200cm2×30cm﹣1600cm3＝4400cm3
切断细线到A静止时，柱形容器内液体的深度
因物体漂浮时，浸没的深度
h浸＝h2﹣L＝20cm﹣8cm＝12cm
所以A上升的高度
△h＝h′﹣h浸﹣L＝28cm﹣12cm﹣8cm＝8cm
故C错误，符合题意；
D．切断细线，待A静止后，液体对容器底部的压强
p＝ρ液gh′＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.28m＝2240Pa
故D正确，不符合题意。
故选C。
4．A
【详解】由于舰载机飞离后，航母仍漂浮，由浮沉条件知道
F浮=G
但航母自重G减小，所以，航母所受浮力减小，又因为，所以，排开水的体积要减小，航母将上浮一些，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】AB．未加盐时两球正好悬浮，把两球看作一个整体，所以该整体所受的浮力等于该整体的重力，当加上盐后，液体的密度变大，由F浮＝ρ液gV排得，该整体受到的浮力将变大，所以该整体将上浮，最终会漂浮在液面上，所以木球一定有一部分露出液面；因为铁球是空心的，空心部分体积未知，其平均密度与盐水的密度大小无法判断，所以铁球有可能悬浮，有可能下沉，还有可能漂浮。但在未加盐时，两球悬浮，说明铁球的平均密度一定大于木球的平均密度，所以加盐后不管铁球处于何种状态，铁球排开液体的体积一定大于木球排开液体的体积，由F浮＝ρ液gV排知，铁球受到的浮力一定大于木球受到的浮力，故AB错误；
C．把两个球看成整体，加盐后整体上升，所以铁球逐渐上升，铁球最低点所处的深度变小，由p=ρgh可知，铁球最低点受到水的压强变小，故C正确；
D．若加盐后，铁球和木球会上浮，铁球会对木球有向下的拉力，此时木球漂浮，所以木球受到的浮力等于
G木+F拉
故木球受到的浮力大于自身的重力，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】AC．物体漂浮在液面上，所以物体受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，故A不符合题意，C符合题意；
B．当物体漂浮在液面上时，说明物体排开液体的体积小于物体体积，物体的密度小于液体的密度，故B不符合题意；
D．根据，物体排开液体的体积大，受到的浮力大，而漂浮时，浮力与重力相等，是由浮力和重力共同决定，不止由浮力决定，故D不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】A．由图可知，因为两容器中装有体积相同的同种液体，放完密度计后B容器中的液面高，说明B排开液体的体积较大，而同种液体密度相等，根据可知，B中密度计所受浮力较大，即，故A错误；
B．因为两只密度计都漂浮在液体表面，所以，又因为，所以，根据可知，，故B正确；
C．因为两只密度计都漂浮在液体表面，根据浮力产生的原因可知，又因为，所以，故C错误；
D．由图可知，A中液面高度小于B中液面高度，而同种液体密度相等，根据可知，液体对容器底部的压强为，又因为两容器相同，故底面积相同，根据可知，液体对容器底部的压力为，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】圆柱体密度为，水的密度为。则圆柱体的密度小于水的密度，根据物体的浮沉条件可知，圆柱体一定会漂浮，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9．A
【详解】A．根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
A、B均漂浮在水中，故液体密度相同。由图可知
VB排>VA排
可得
FB浮>FA浮
故A正确；
B．密度计处于漂浮状态，浮力和重力的关系为
F浮=G计
因为
FB浮>FA浮
所以
GB>GA
故B错误；
C．A、B浸没的深度关系为
hA根据液体压强公式
p=ρgh
可得
pA故C错误；
D．密度计是用来测量液体密度的仪器，密度计漂浮时，在液面处的刻度就是所测液体的密度，A、B均为密度计，漂浮在水上，所以两密度计在水面处的刻度都是水的密度，故D错误。
故选A。
10．A
【详解】A．圆柱体逐渐浸入水的过程中（即浸没前），浸入水中的深度逐渐增大，它排开水的体积增大，根据F浮＝ρ液V排g可知，圆柱体受到的浮力增大，由F拉＝G﹣F浮可知，拉力减小；浸没后，它排开水的体积不变，受到的浮力不变，则拉力也不变；所以，拉力F拉是先变小后不变，故A正确；
B．圆柱体浸没前，排开水的体积不断增大，浮力不断增大；圆柱体浸没之后，物体受到的浮力不变，即浮力F浮是先增大后不变，故B错误；
C．圆柱体浸没前，排开水的体积不断增大，容器中的液面升高，圆柱体浸没之后，排开水的体积不变，则容器中的液面不再升高，保持不变；根据F＝pS＝ρghS可知，烧杯底受水的压力F压是先增大后不变，故C错误；
D．圆柱体重力G与质量有关，与圆柱体下表面到水面的距离无关，所以圆柱体重力G不随h的改变而改变，故D错误。
故选A。
11． 小于 增大
【详解】[1]由物体的浮沉条件可知，当“潜水艇”沉入水底时，所受的浮力小于重力。
[2]当插入吸管后，“潜水艇”排开水的体积增大，根据，“潜水艇”所受的浮力增大。
12． ＝ ＞
【详解】[1]同一只密度计，重力一定，由图可知，密度计在甲、乙液体中均处于漂浮状态，所以，密度计在两种液体中所受的浮力相等。
[2]根据阿基米德原理可知，在F浮一定时，物体浸入液体中的体积越大，则液体的密度越小，由题图知V排1＜V排2，所以ρ1＞ρ2。
13． 72480 上浮 自身重力
【详解】[1]根据阿基米德原理可得，此时飞艇受到的浮力大小为F浮=ρgV排=ρgV=0.8kg/m3×10N/kg×9060m3=72480N
[2][3]由于相同条件下氦气密度比空气小得多，当用上层的氦气排出下层的部分空气时，飞艇的重力减小，而飞艇体积可认为不变，外部空气的密度大于内部气体的密度，根据阿基米德原理可知，浮空艇受到的浮力大于自身的重力，所以飞艇上浮，改变的是飞艇自身的重力。
14． 小于 等于 小于
【详解】[1][2][3]图乙中小碗沉底，小碗所受浮力小于小碗重力；图丙中小碗漂浮，小碗所受浮力等于小碗重力；由于两图中小碗重力相等，所以图乙中小碗所受浮力小于图丙中小碗所受浮力。
15． 变小 下沉 小于
【详解】[1][2]核潜艇在水中水平匀速巡航时，突然进入密度跃层时，海水密度突然变小，潜水艇体积不变，根据可知，潜艇受到的浮力变小，浮力小于重力，潜艇会突然下沉。
[3]潜艇突然下沉会给潜艇带来安全隐患，为确保潜艇安全，此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出，使潜艇受到的重力小于它的浮力，由于惯性，潜艇还会下沉一段距离才会上浮。
16．排开水的体积
【解析】略
17．
【详解】“浮沉子”正在水中下沉，受到重力和浮力作用，并且重力大于浮力，从“浮沉子”重心分别沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头的线段，分别用符号G和F浮表示；注意表示重力线段比表示浮力的线段要长些，如图所示：
18． 增加配重 酒精 适当增加配重
【详解】[1]密度计测液体的密度时处于漂浮状态，浮力等于密度计的重力，根据可知，液体密度越大排开液体体积越小；因为盐水的密度较大，密度计浸没在盐水中的深度较小，即排开液体的体积较小，密度计放在盐水中时不能处于竖直状态，因此要想密度计在盐水中能处于竖直状态，应增加配重，以降低重心，使其能处于竖直状态。
[2][3]密度计在液体中始终处于漂浮状态，浮力等于其重力，根据可知，液体密度越大，排开液体体积越小，液体密度越小，排开液体体积越大；则酒精的密度最小，排开液体的体积最大，则浸在液体中的深度最大，所以刻度A处标记的应是酒精的密度值；要想提高该密度计的精确度，则需要增大密度计在同一液体中浸没的深度，则增大排开液体的体积，即增大密度计所受的浮力，因密度计始终漂浮，浮力等于重力，因此应适当增大配重。
19． 漂浮 10N
【详解】（1）[1]没有加水时，物体的重力等于支持力，当向容器中缓慢加水，浮力变大，浮力小于重力，故容器底对物体有支持力，绳子对物体没有拉力，再慢慢加水，浮力等于重力，支持力为零，绳子的拉力也为零，此时物体漂浮，再加水时，浮力大于重力，绳子有拉力，故在A点时，是物体漂浮，浮力等于重力，且绳子的拉力为零。
（2）[2]该木块的体积为
物块完全浸没在水中受到的浮力为
故物块完全浸没在水中受到的浮力为10N。
（3）[3]木块的重力为
木块的质量为
木块的密度
故木块的密度为。
（4）[4]物体的重力为6N，故在A点时，物体漂浮，浮力等于重力，故为6N，此时物体排开液体的体积为
此时水的深度为
那么在0~6cm时，浮力为
故那么在0~6cm时，浮力与水的深度成正比，且当h为零时，浮力为零，h=6cm时，浮力为6N；
当浮力大于6N时，绳子慢慢拉直，绳子的拉力为零，这个过程中，物体一直漂浮，故浮力等于重力，大小不变，而绳子的长度为15cm，故接下来的15cm，此时水面的高度为21cm，浮力不变；当h＞21cm时，绳子慢慢有拉力，此时的浮力与深度的关系式为
最终全部浸没，浮力为10N，漂浮时，物体浸没6cm，物体有4cm露出，那么再增加4cm的水，物体就浸没了，故当h=25cm时，浮力为10N；继续加水，根据可知，浮力不变，故图像如下图所示：
20．(1) 4×103N；(2) 0.4m3
【详解】解：(1)竹筏排开水的体积
V排＝V＝×1m3＝0.4m3
竹筏受到的浮力
F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m3＝4×103N
(2)已知F浮′＝6000N，由F浮＝ρgV排可得，此时木筏浸入水中的体积
V排′＝＝0.6m3
则木筏露出水面的体积
V露＝1m3﹣0.6m3＝0.4m3
答：(1)此时竹筏受到的浮力有4×103N；
(2)若水对竹筏产生6000牛的浮力时，竹筏0.4m3露出水面。
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